[发明专利]一种超大型钛合金整体框锻件的锻造方法

说明书

本发明属于锻造技术领域，涉及一种超大型钛合金整体框锻件的锻造方法。本发明包含以下步骤：一、制坯：步骤一，采用局部镦粗或机械加工的方法制备初始坯料；步骤二，将制备完成的初始坯料在自由锻压机上进行纵向拔长；步骤三，通过自由锻压机下压反复移动的开料板，实现坯料的横向拔长；步骤四，将坯料置于模锻压机上进行胎模锻，使坯料外廓达到锻件外廓尺寸；步骤五，切割去除坯料对应锻件内孔处连皮；二、模锻：步骤一，定位锻；步骤二，预锻；步骤三，终锻。本发明通过上述方法实现了超大型整体框锻件的生产，具有工艺简单、经济性佳、锻件组织力学性能好等特点。

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种超大型钛合金整体框锻件的锻造方法。

背景技术

大型钛合金锻件一般是指锻件重量超过50Kg，外廓尺寸在500mm以上的锻件。随着航空器尺寸的增大和结构设计的整体化，出现了重量超过500Kg，外廓尺寸在2000mm以上的超大型锻件。

在现有技术中，大型钛合金承力框一般采用自由锻件直接机械加工的方式来制造，此方式生产的锻件存在下料重量大、原材料冶炼难度大、冶金质量得不到保证，锻件组织力学性能均匀性达不到设计要求等一系列问题。而重量超过500Kg，外廓尺寸在2000mm以上的超大型钛合金承力框若采用自由锻件直接加工，下料规格巨大，超出了现有原材料熔炼规格的极限，因此一般采用“分段锻造+分段机加+焊接组合”的方法来制造，采用这种焊接组合方法，也面临重量、寿命和安全性等诸多技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、经济性佳、批量一致性好的锻造方法，生产出尺寸精度高、组织力学性能均匀性好，并具有良好加工性的超大型整体框锻件。

本发明的技术解决方案是：

一、制坯

步骤一，根据锻件形状和尺寸要求，采用局部镦粗或机械加工的方法制备初始坯料；

步骤二，将初始坯料置于Ⅲ类电炉有效区内进行加热，加热温度为T_β-10℃～T_β-50℃，保温时间为0.4min/mm×坯料最大厚度mm～1.0min/mm×坯料最大厚度mm，将制备完成的初始坯料在自由锻压机上进行纵向拔长，使坯料的总长度达到最终锻件长度的85％～95％，此过程允许多火次完成，热料回炉保温时间为0.2min/mm×坯料最大厚度mm～0.5min/mm×坯料最大厚度mm；

步骤三，将步骤二制得的坯料置于Ⅲ类电炉有效区内进行加热，加热温度为T_β-10℃～T_β-50℃，保温时间为0.4min/mm×坯料最大厚度mm～1.0min/mm×坯料最大厚度mm，将长度和宽度尺寸小于锻件最终内孔孔径、高度尺寸为50～150mm的开料板置于加热后的坯料对应锻件内孔位置处，通过自由锻压机下压反复移动的开料板，实现坯料的横向拔长，将坯料宽度尺寸展宽到最终锻件宽度尺寸的70％～80％；此过程允许多火次完成，热料回炉保温时间为0.2min/mm×坯料最大厚度mm～0.5min/mm×坯料最大厚度mm；

步骤四，将步骤三制得的坯料置于Ⅲ类电炉有效区内进行加热，加热温度为T_β-10℃～T_β-50℃，保温时间为0.4min/mm×坯料最大厚度mm～1.0min/mm×坯料最大厚度mm，将加热后的坯料置于型腔外廓尺寸与锻件最终外廓尺寸一致，并且各处深度尺寸为锻件最终相应处厚度1.1～1.3倍的制坯模具中，在模锻压机上进行胎模锻，使坯料继续展宽展长，坯料外廓达到锻件外廓尺寸；此过程允许多火次完成，热料回炉保温时间为0.2min/mm×坯料最大厚度mm～0.5min/mm×坯料最大厚度mm；

步骤五，按照锻件尺寸要求切割去除坯料连皮，残留连皮距锻件内孔边缘尺寸为50～200mm，得到最终符合要求的坯料；

所述步骤二到步骤四，与坯料接触的工装或胎模中需铺保温石棉毡。